肌肽對腦缺血性興奮性損傷的作用及機制研究.pdf

1、組胺是一種體內廣泛存在的神經遞質和神經調質。它在許多中樞神經活動中起著重要的調節(jié)作用，如覺醒—睡眠、痛覺、神經內分泌調節(jié)、飲水攝食調節(jié)、體溫調節(jié)、運動以及學習記憶等。同時有研究表明組胺可能參與了腦缺血的過程，它對缺血過程中由于NMDA受體過度激活而引起的神經元損傷具有保護作用。大鼠腦缺血后給予組胺的前體物質組氨酸，能夠減輕大鼠紋狀體部位神經元的損傷。相反，α—fluoromethylhistidine(α—FMH)，一種不可逆的組氨酸脫

2、羧酶的抑制劑，能顯著性地增加大鼠海馬CA1區(qū)錐體神經元的壞死。課題組的前期研究發(fā)現(xiàn)組胺在原代培養(yǎng)的皮層神經元上具有明顯的抗興奮性損傷的神經保護作用。然而，組胺本身是一種炎癥介質，可能會引起一些炎癥反應；同時它也不能通透血腦屏障，這些都限制了組胺在臨床上成藥的可能性。因此，尋找一些既具有組胺樣的神經保護功能，又能避免組胺的不良作用的藥物，對臨床上防治腦缺血具有重要的意義。 肌肽(β—丙氨酸-L-組氨酸)在一個世紀前就被前蘇聯(lián)學者G

3、ulewitsch和Amiradzibi從牛肉提取物中檢測到。肌肽在生物體內的分布比較廣泛，如骨骼肌、腦、心臟、腎臟等。肌肽具有廣泛的生物學作用，如抗氧化、清除自由基、調節(jié)生理pH值、抗炎癥、抗糖基化，在嗅球區(qū)還可能起著神經遞質的功能。但是迄今為止，肌肽在腦內的生理功能還是不很清楚。 另一方面，有報道肌肽能在肌肽酶和組氨酸脫羧酶的作用下代謝生成組胺，同時也能通過組胺的Hl受體起到一個神經保護作用。鑒于肌肽和組胺之間的這種關系，我

4、們首次提出在腦內是否存在肌肽—組氨酸—組胺這樣一條代謝通路?肌肽能否通過這樣一條代謝通路從而代替組胺，成為一個在臨床上治療腦缺血的有效藥物?所以本課題探討了肌肽對NMDA誘導的分化的PC12細胞興奮性損傷以及組氨酸脫羧酶基因敲除小鼠的永久性局灶性腦缺血的作用，試圖闡明肌肽的保護作用及其與組胺的相關性。 1、肌肽對NMDA誘導的分化的PC12細胞興奮性損傷的保護作用及其機制 MTT實驗結果顯示肌肽預處理能顯著降低由NMDA

5、誘導PC12細胞的死亡率；Hoechst33342和PI的核雙染實驗同時也顯示了肌肽能明顯降低NMDA誘導的PC12細胞的凋亡和壞死。肌肽預處理能顯著降低胞外谷氨酸的含量，同時能提高PC12細胞內組氨酸脫羧酶的活力，顯著提高胞內胞外肌肽、組氨酸、組胺的含量。進一步研究發(fā)現(xiàn)，肌肽的這種保護作用能被對組氨酸脫羧酶的選擇性且不可逆的抑制劑α—FMH所逆轉；同時這種保護作用也能夠被組胺H1受體拮抗劑吡拉明(pyrilamine)和組胺H3受體拮

6、抗劑thioperamide所逆轉。Thioperamide逆轉肌肽的保護作用可能與它能逆轉肌肽對谷氨酸的抑制作用相關。因此，研究提示在PC12細胞內存在肌肽—組氨酸—組胺這條代謝通路，肌肽對NMDA誘導的PC12細胞損傷的保護機制主要是通過肌肽—組氨酸—組胺這條代謝通路和H1/H3受體介導的，此外還可能與其抑制谷氨酸水平的作用有關。本研究顯示肌肽可能是一種潛在的抗興奮性損傷的藥物。 2、肌肽對小鼠永久性局灶性腦缺血的保護作用及

7、其機制 在NGF誘導分化的PC12細胞興奮性損傷模型上我們發(fā)現(xiàn)了肌肽的保護作用通過了肌肽—組氨酸—組胺這條代謝通路。那么，肌肽及這條代謝通路在整體動物的腦缺血模型中是否也有作用?為了進一步驗證肌肽及其代謝通路的作用，我們利用組氨酸脫羧酶基因敲除(缺乏組胺的合成酶，即阻斷組氨酸—組胺代謝通路，長期缺乏組胺)小鼠及它的野生型小鼠來觀察肌肽在永久性局灶性腦缺血中的作用及這條代謝通路在其中的作用。于術前30min腹腔內給與肌肽750mg

8、/kg均能使組氨酸脫羧酶基因敲除小鼠和它的野生型小鼠的神經功能得到改善，梗死體積減少；肌肽的這種保護作用在兩種小鼠上沒有統(tǒng)計學差異。肌肽能使小鼠腦內谷氨酸的水平降低，并能維持小鼠缺血后腦內谷氨酸轉運體GLT-1的表達。在原代培養(yǎng)的皮層星形膠質細胞進行體外缺糖缺氧(oxygen—glucosedeprivation，OGD)模擬在體缺血的實驗模型中同樣證實了肌肽對谷氨酸釋放(或再攝取)及其GLT-1的表達具有調節(jié)作用。另外，在星形膠質細胞

9、上肌肽能抑制OGD導致的線粒體內活性氧自由基(ROS)的大量生成和線粒體膜電勢的喪失。肌肽還能降低魚藤酮誘導的星形膠質細胞線粒體內ROS生成，抑制GLT-1的表達下調。我們的結果表明無論組氨酸脫羧酶基因敲除與否都不影響肌肽對小鼠永久性局灶性腦缺血的保護作用。因此，肌肽對小鼠在體腦缺血的保護作用可能不是通過組胺，而是與它能有效地調節(jié)星形膠質細胞上的谷氨酸轉運體GLT-1和降低谷氨酸水平的作用相關。 總之，本課題發(fā)現(xiàn)了肌肽—組氨酸—